Новое устройство способно превратить в электрическую энергию тепло, вибрации, солнечный свет и даже дуновение легкого ветра. Конечно, это далеко не сенсация – уже было представлено достаточное количество всевозможных приборов для генерации электричества. Тем не менее, новичок заметно выделяется на фоне всех остальных устройств, ведь генерацией электроэнергии из всех этих источников занимается всего одна деталь.
Авторами этого оригинального изобретения является команда доктора Лун Цюэ из луизианского технического университета. Идея создания универсального генератора появилась случайно во время проведения экспериментов с устройствами очень маленького размера. Во время одного из опытов, ученые обратили внимание, что одна из консолей, та, которая была покрыта слоем нанотрубок на основе углерода, совершает автономные колебания.
После проведения целой серии опытов исследователи пришли к выводу, что консоль автономно колеблется под действием солнечного излучения. Позже оказалось, что источником света может являться и обычная лампа освещения. Проведя дополнительные исследования, ученые смогли сконструировать генератор, в основу которого легла идея использования чудо-консоли.
Основным компонентом генератора является очень тонкая пленка, выстроенная из множества карбоновых нанотрубок. Именно она совершает колебания, причем при свете инфракрасного диапазона, не видимого человеческому глазу, она делает это интенсивней.
Как только допустимое смещение достигает предела, оно начинает уменьшаться, после чего процесс циклично повторяется.
Этот эффект исследователи назвали автономным возвратно-поступательным движением. По словам физиков, оно он стал возможен благодаря поглощением поверхностью консоли фотонов и ее высоким показателям электропроводности, а также может быстро рассеивать полученную тепловую энергию.
Следующим шагом в конструировании устройства являлась реализация трансформирования микроскопических колебаний в электрический ток. Для этого были использованы известные вот уже более пятидесяти лет материал-пьезоэлектрик – цирконат титанат свинца. В конструируемом генераторе пьезоэлектрический материал был помещен между гибкими и тонкими электродами, после чего его покрыли нанопленкой.
Дальнейшие опыты показали, что прибор размером в монету среднего размера, облучаемый светом с интенсивностью 0,13 Вт/см2 выдает порядка 2,1 микроватта мощности, при возникающей разности потенциалов в 10 Вольт. Ученые убеждены, что дальнейшее совершенствование технологии приведет к значительному повышению эффективной мощности устройства.
Кроме того, эксперименты показали способность новой консоли аналогично реагировать как на механические вибрации, так и слабые воздушные потоки. Это свойство нанопленки и гарантировало устройству универсальность. Ввиду использования для получения электрически сразу нескольких источников, потенциальная сфера применения устройства практически не имеет границ.
Ранее ученым приходилось концентрироваться на каком-либо конкретном пути выработки электричества для достижения значимых результатов или интегрировать их вместе в один корпус, что придавало конструкции повышенную сложность как при ее создании, так и во время эксплуатации, а вместе с тем и ее стоимость. С вибрирующей консолью же дела обстоят совершенно иначе.{odnaknopka}